Simulink单逆变器双电机传动系统的仿真研究(3)
进入21世纪以后，交流调速系统取代直流调速系统已成为不争的事实。交流调速技术在工业发达国家已得到广泛应用。美国有60%-65%的发电量用于电机驱动，由于有效地利用了交流调速技术，仅工业传动用电就节约了15%-20%的电量。而高性能电力、电子器件的应用更是推动了交流调速系统的发展，例如在通用变频器方面，针对中、低压应用领域的绝缘栅双极性晶体管（IGBT）的高开关频率使得高性能的变频器成为可能，而在以后出现的智能功率模块（IPM），更加简化了通用变频器的设计。[9]从大家可以看到的结果中表明交流电机控制具有种种优点，是近年来国内外研究开发的热点。
目前，交流调速系统的应用领域主要有以下三个方面：
（1）一般性能调速和节能调速；
（2）高性能的交流调速系统和伺服系统；
（3）特大容量、极高转速的交流调速。
从能量转换的角度看，转差率是否增大，能量是否被消耗还是得到利用，是评价调速系统效率高低的标志。从这点出发，可以把异步电动机的调速系统分成三类：
（1）转差功率消耗型调速系统；这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中。在三类异步电机调速系统中，这类系统的效率最低，而且越到低速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低的（恒转矩负载时）。可是这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定的应用价值。
（2）转差功率馈送型调速系统；在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多。无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成有用的功率，因此这类系统的效率较高，但是需要增加一些设备。
（3）转差功率不变型调速系统；这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高。其中变极对数调速是有级的，应用场合有限。只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下，设备成本最高。[10]
因变频调速具有高效率、宽调速范围和高精度等特点，使其成为运用最广最有发展前途的调速方式。交流电机变频调速系统的种类很多，从60年代提出的电压源型变频器开始，相继发展了电流源型、脉宽调制型等各种变频器。目前变频调速的主要方案有：交-交变频调速、交-直-交变频调速、同步电动机自控式变频调速系统、正弦波脉宽调制（SPWM）变频调速、矢量控制变频调速等。电力电子技术的发展和新型电力电子器件的出现，使变频装置的快速性、可靠性及经济性不断提高。现代的电力电子变换装置中，PWM变压变频技术是主要使用的变换器控制技术，常用的PWM控制技术有：基于正弦波对三角波脉宽调制的SPWM控制；基于消除指定次数谐波的HEPWM控制；基于电流环跟踪的CHPWM控制；电压空间矢量控制SVPWM控制。在以上的四种PWM变换器中，前两种是以输出电压接近正弦波为控制目标的，第三种以输出正弦波电流为控制目标，第四种则以被控电机的算法简单，因此目前应用最广。[12]
但是变频调速需要一套输出电压和频率能在较宽的范围内连续协调控制的变频电源，价格相对比较昂贵，并且输出的电压、电流波形往往是非正弦的，含有各种谐波分量，对电网产生污染。这些谐波在电机中产生的谐波磁场对气隙比较小的异步电动机来讲，往往会引起损耗增加，产生振动和噪声等许多不良的影响，所以对异步电动机在变频条件下的工作特性和谐波分量的深入分析、变频电源的选择及其控制策略的研究是异步电动机变频调速技术的几个热点问题。[11]